石英玻璃-失透性

2014-11-10 來源：晶都光學(xué)

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　　失透(又叫析晶性)是石英玻璃的一個(gè)固有缺點(diǎn)，從熱力學(xué)觀點(diǎn)看，石英玻璃的內(nèi)能高于結(jié)晶態(tài)方石英，屬熱力學(xué)上不穩(wěn)定的亞穩(wěn)態(tài)，當(dāng)溫度高于1000℃時(shí)，SiO2分子振動(dòng)加速，經(jīng)一段較長時(shí)間的重新排列、定向便形成結(jié)晶。失透性是以晶核成長速度來表示的，不透明石英玻璃在1520℃、透明石英玻璃在1620℃析晶速度分別達(dá)到非常大值。
　　
　　析晶主要出現(xiàn)在表面，其次是內(nèi)部缺點(diǎn)處，原因是這些地方容易沾污，引起雜質(zhì)離子的局部集聚，特別是堿離子(如K、Na、Li、Ca、Mg等)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)后引起粘度降低，促使失透加速。
　　
　　由于石英玻璃的熱膨脹系數(shù)和比重同析晶產(chǎn)物β-方石英相近，所以在高溫下連續(xù)使用時(shí)，盡管析晶區(qū)不斷擴(kuò)大，但體積變化并不明顯，仍可滿意地繼續(xù)使用，此時(shí)尚可減輕玻璃的塑性變形，使耐火度提高。當(dāng)析晶產(chǎn)物冷卻到800℃時(shí)，則出現(xiàn)細(xì)小的龜裂網(wǎng)絡(luò)。
　　
　　繼續(xù)冷卻到200-275℃時(shí)，則出現(xiàn)方石英從高溫型到低溫型(即β-方石英→a-方石英)的結(jié)構(gòu)變化，并伴隨著發(fā)生體積聚變，如果析晶層很深，則石英玻璃亦隨之破裂。由于析晶常常出現(xiàn)在有雜質(zhì)的地方，所以高溫使用前的表面狀態(tài)及周圍耐火材料、氣氛十分重要。
　　

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